EXPERIMENTAL AND SIMULATION INSIGHTS INTO IN-SITU HYDROGEN PRODUCTION FROM NATURAL GAS RESERVOIRS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Nabil Attar MSc Thesis.pdf Restricted to Repository staff only until 9 February 2027. Download (3MB)

Arabic Abstract

يستكشف هذا البحث جدوى إنتاج الهيدروجين (H2) في الموقع داخل مكامن الغاز الطبيعي باستخدام طرق إنتاجه. يمكن أن يوفر هذا النهج سبيلاً واعداً لدعم هدف انبعاثات الكربون الصفرية الصافية. تُمثل مكامن الغاز الطبيعي فرصة فريدة بفضل محتواها الغازي، وبنيتها التحتية القائمة، وسلامة تخزينها المثبتة. في حين أن الخبرة العملية في تخزين الهيدروجين تحت الأرض لا تزال محدودة، فإن الرؤى المستمدة من تخزين غازات أخرى (مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون) وإنتاج الهيدروجين الرمادي باستخدام طريقة الإنتاج (الإصلاح بالبخار) تُشكل أساساً لهذا النهج المبتكر. تهدف هذه الدراسة إلى الابتكار في صناعة البترول من خلال إعادة توظيف مكامن الغاز الطبيعي لإنتاج الهيدروجين الرمادي بشكل مستدام تحت الأرض. سيُجري هذا البحث تجارب معملية لاختبار الغاز الطبيعي لإنتاج H2 الرمادي باستخدام طرق الإنتاج المتاحة في ظل ظروف المكامن. لدراسة إمكانية تعظيم إنتاج H2 من مكامن الغاز الطبيعي، تُجرى دراسات حالة في محاكاة ASPEN PLUS وتجربة مفاعل لتغيير المعلمات القابلة للتحكم في إنتاج H2. تُظهر النتائج من خلال التجارب إمكانية إنتاج H2 في ظل ظروف المكامن. كما يقوم البحث أيضًا بدراسة وفحص تأثير عملية إنتاج الهيدروجين على مختلف الخصائص البتروفيزيائية والجيوميكانيكية لصخور الخزان.

English Abstract

This research explores the viability of producing in-situ hydrogen (H2) within natural gas reservoirs using H2 production method(s). This approach could offer a promising avenue to support net-zero carbon emission goal. Natural gas reservoirs present a unique opportunity due to their gas content, existing infrastructure, and proven storage integrity. While practical experience with underground hydrogen storage is still limited, insights from storing other gases (e.g., CH4 and CO2) and producing grey hydrogen using production method (steam reforming (SR)) provides a foundation for this novel approach. This study aims to innovate within the petroleum industry by repurposing natural gas reservoirs for sustainable underground hydrogen production. This research will conduct laboratory experiments to test natural gas for grey H2 production using available production methods under reservoir conditions. To investigate the possibility of maximizing the H2 production from natural gas reservoirs, case studies are conducted in ASPEN PLUS simulation and reactor experiment varying the controllable parameters in H2 production. The results through experiments show potential of H2 production under reservoir conditions. The research also investigates and examined the impact of the H2 production process on various petro-physical and geo-mechanical properties of reservoir rocks.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Petroleum
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Petroleum Engineering
Committee Advisor:	Arshad Raza Afsar Rizvi,
Committee Co-Advisor:	Muhammad Shahzad Kamal,
Committee Members:	Mohamed Ahmed Nasr Aldeen Mahmoud,
Depositing User:	NABIL ATTAR (g202390030)
Date Deposited:	10 Feb 2026 04:39
Last Modified:	10 Feb 2026 04:39
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/144065